Prototype making is the process of creating physical models (прототипы) to validate product design concepts, structural rationality, appearance effects, and functional feasibility before mass production. It acts as a “low-cost testbed” for product teams—helping catch flaws early, optimize designs, and reduce the risk of costly reworks in mass production. Whether for a simple battery storage box or a complex mechanical component, prototype making is a non-negotiable step in turning ideas into market-ready products. This article breaks down its core roles, common methods, пошаговый рабочий процесс, Реальные примеры, and key best practices.
1. What Are the Core Roles of Prototype Making?
Prototype making serves four critical purposes that directly impact the success of product development.
| Роль | Key Objectives | Реальное приложение |
| Проверка дизайна | – Verify if the product shape aligns with design intentions (avoiding drawing-to-physical deviations).- Check structural rationality: осуществимость сборки, component interference, and fit between parts. | Для battery storage box prototype: Ensuring the box’s internal slot dimensions (НАПРИМЕР., 50mm×20mm for AA batteries) match the design and that the lid closes without jamming. |
| Функциональное тестирование | – Simulate real usage scenarios to test functionality (НАПРИМЕР., button responsiveness, грузоподъемность).- Evaluate material properties: долговечность, теплостойкость, or waterproof performance. | For a battery storage box: Testing if the box can hold 10 AA batteries securely, if the snap closure stays shut when shaken, and if the material (PLA Пластик) resists cracking under light impact. |
| Оптимизация дизайна | – Identify and fix defects early (НАПРИМЕР., poor ergonomics, weak structural points).- Iterate quickly to improve performance without wasting mass production resources. | Discovering the battery storage box’s lid is hard to open—adding a small tab to the lid edge to enhance usability. |
| Рынок & Stakeholder Demonstration | – Use prototypes as samples for trade shows, Отзывы клиентов, or patent applications.- Convince stakeholders (инвесторы, Клиенты) of the product’s viability with tangible models. | Showing a 3D-printed battery storage box prototype to a retail client to get feedback on color, размер, and storage capacity before finalizing the design. |
2. What Are the Common Prototype Making Methods?
Each method has unique advantages, материалы, and ideal scenarios. The table below compares them to help you choose the right one for your project.
| Making Method | Основные преимущества | Applicable Materials | Ideal Scenarios | Пример использования |
| 3D Печать | – Быстрый поворот (12–48 hours for small parts)- Бюджетный (Не нужно плесень)- Excellent for complex shapes (Внутренние полости, Сложные детали) | Плата, АБС, смола, нейлон | Маленькие партии (1–10 единиц), complex structures, rapid design verification | 3D printing a battery storage box prototype with internal battery slots and snap closures to test fit and function. |
| Обработка с ЧПУ | – Ультра-высокая точность (± 0,05 мм)- Превосходное качество поверхности (Ra 1.6–3.2μm)- Suitable for high-strength materials | Алюминиевый сплав, нержавеющая сталь, Инженерные пластмассы (ПК, Пома) | Точные детали, metal prototypes, or components requiring structural strength | CNC machining an aluminum alloy prototype of a battery storage box for industrial use (needing high durability and load capacity). |
| Silicone Duplication | – Low cost for small batches (10–50 единиц)- Fast replication (3–5 days per batch)- Preserves fine details from master prototypes | Silicone mold + полиуретан, эпоксидная смола, or low-melting-point alloys | Copying multiple identical prototypes (НАПРИМЕР., after 3D printing/CNC machining a master) | Изготовление 20 resin copies of a 3D-printed battery storage box prototype for customer testing. |
| Hand Crafting | – Extremely low cost (no specialized equipment)- Высокая гибкость (easy to modify on the spot)- Quick setup (минуты в часы) | Foam board, картон, древесина, глина, бумага | Simple proof-of-concept models, early design sketches turned physical, or low-budget tests | Cutting a cardboard prototype of a battery storage box to test basic size and lid closure concepts. |
3. What Is the Step-by-Step Prototype Making Workflow?
Follow this linear, repeatable process to ensure consistency and avoid costly mistakes—regardless of the method you choose.
3.1 Шаг 1: Demand Analysis (Clarify Goals)
Start by defining what you want to achieve with the prototype—this guides every subsequent decision.
- Clarify Purpose: Is the prototype for design validation, Функциональное тестирование, or market display? (НАПРИМЕР., “Test if the battery storage box holds 10 batteries and closes securely”).
- Set Requirements:
- Материал: Choose based on purpose (PLA for low-cost tests, aluminum for strength).
- Размер & Точность: Define dimensions (НАПРИМЕР., 150mm×100mm×50mm for the battery box) и допуски (±0.5mm for 3D printing, ±0.1mm for CNC machining).
- Пост-обработка: Decide if you need sanding, рисование, или сборка (НАПРИМЕР., “Sand the battery box’s edges to remove 3D printing layer lines”).
3.2 Шаг 2: Design Modeling (Create the Blueprint)
Use 3D modeling software to turn ideas into digital designs—this is the foundation of prototype making.
- Выбор программного обеспечения: Используйте такие инструменты, как Солидворкс (Для механических частей), Autocad (for 2D drawings), или Блендер (для сложных форм).
- Ключевые советы по дизайну:
- Add functional details: For a battery storage box, include battery slots (50mm×20mm for AA), snap closures (10mm×5mm), and vents (3мм диаметр) При необходимости.
- Consider manufacturability: Для 3D -печати, avoid overhangs >45° (при необходимости используйте опоры); для обработки с ЧПУ, избегайте слишком глубоких отверстий (трудно добраться с помощью инструментов).
- Экспорт файлов: Сохраняйте дизайны в формате, совместимом с вашим методом изготовления. (STL для 3D-печати, STEP для обработки на станках с ЧПУ).
3.3 Шаг 3: Выбор метода (Choose How to Build)
См. таблицу в разделе 2 выбрать лучший метод исходя из ваших целей, бюджет, и временная шкала.
| Сценарий | Рекомендуемый метод | Обоснование |
| Нужен прототип ящика для хранения аккумуляторов. 2 дни (небольшая партия: 1 единица) | 3D Печать | Быстрый поворот, бюджетный, легко изменить при необходимости. |
| Нужен прототип металлического аккумуляторного ящика для нагрузочного тестирования. (высокая точность) | Обработка с ЧПУ | Высокая сила, сверхточные размеры, подходит для металлических материалов. |
| Нуждаться 30 идентичные прототипы аккумуляторных ящиков для отзывов клиентов | Silicone Duplication | Экономично для небольших партий., сохраняет детали от напечатанного на 3D-принтере мастера. |
3.4 Шаг 4: Производство & Пост-обработка (Строить & Refine)
Создайте физический прототип и доведите его до соответствия стандартам качества..
4.1 Production Examples by Method
- 3D Печать: Загрузите файл STL в принтер.; выберите материал PLA (1.75мм диаметр); Установите высоту слоя (0.2мм) и заполнение (20% для структурной поддержки); начать печать (на аккумуляторный ящик уходит ~8 часов).
- Обработка с ЧПУ: Импортируйте файл STEP в программное обеспечение ЧПУ.; установить параметры резки (Скорость шпинделя: 10,000 Rpm; скорость корма: 500мм/мин); закрепите алюминиевый блок на станине машины; начать обработку (на аккумуляторный ящик уходит ~2 часа).
4.2 Поступ-обработки шагов
- Удалите опоры/лишний материал: Для 3D-печати, отклеить опорные конструкции плоскогубцами; for CNC parts, cut off excess metal with a hacksaw.
- Шлифование & Сглаживание: Используйте наждачную бумагу (400→800→1200 grit) to smooth rough surfaces—critical for prototypes needing a polished appearance (НАПРИМЕР., a consumer-facing battery box).
- Живопись/покрытие: Apply spray paint (НАПРИМЕР., matte black) or anti-slip coating (for the battery box’s bottom) to enhance aesthetics or functionality.
- Сборка: Если прототип имеет несколько частей (НАПРИМЕР., a battery box lid + тело), use glue, винты, or snaps to join them—ensure alignment and tight fits.
3.5 Шаг 5: Тестирование & Validation (Check Performance)
Test the prototype against your initial goals to identify flaws.
| Тип теста | Метод | Пример (Battery Storage Box) |
| Размер & Fit Test | Используйте суппорты для измерения ключевых размеров; check if parts assemble correctly. | Verify battery slots are 50mm×20mm (± 0,2 мм) and that 10 AA batteries fit without forcing. |
| Функциональный тест | Имитировать реальное использование: open/close lids, apply load, or test environmental resistance. | Open/close the lid 50 times to check snap durability; shake the box to ensure batteries don’t fall out. |
| Тест долговечности | Apply light impact, нагревать, or moisture to evaluate material performance. | Drop the box from 1m height (onto a carpeted floor) Чтобы проверить трещины; expose to 60°C heat for 2 hours to test PLA stability. |
3.6 Шаг 6: Обратная связь & Оптимизация (Iterate)
Use test results to refine the design—this is where prototype making adds the most value.
- Gather Feedback: Ask stakeholders (инженеры, Клиенты) for input on usability, эстетика, или функциональность.
- Modify the Design: For the battery box, if the lid is hard to open, adjust the snap’s size from 10mm×5mm to 8mm×5mm; if the bottom slips, add anti-slip patterns.
- Repeat if Needed: Re-make the prototype with changes and retest until it meets all requirements.
4. What Is a Real-World Example: Battery Storage Box Prototype Making?
Let’s walk through the full process for a common consumer product: a 3D-printed battery storage box.
- Demand Analysis: Need a prototype to test if the box holds 10 AA batteries, closes securely, and is easy to use (цель: бюджетный, 2-День поворота).
- Design Modeling: Use SolidWorks to create a 3D model: box dimensions (150mm×100mm×50mm), 10 internal slots (50mm×20mm each), snap closures (10mm×5mm), and a small lid tab for easy opening. Export as an STL file.
- Выбор метода: 3D Печать (Материал PLA) – fast, бюджетный, and suitable for 1 единица.
- Производство & Пост-обработка:
- Print the box and lid (Плата, 0.2ММ высота слоя, 20% наполнять) – takes ~8 hours.
- Удалить опоры, sand edges with 600 Грит наждачная бумага, and spray the bottom with anti-slip coating.
- Assemble the lid and body (no glue needed—snaps hold them together).
- Тестирование:
- Соответствовать 10 AA batteries: they fit without gaps.
- Open/close lid 50 раз: snaps stay secure.
- Drop test: Нет трещин, but the lid tab is too small (hard to grip).
- Оптимизация: Modify the lid tab size from 5mm to 10mm in SolidWorks; re-print the lid and retest—now easy to open.
5. What Are the Key Best Practices for Prototype Making?
Avoid common pitfalls with these proven tips:
5.1 Prioritize “Good Enough” Over “Perfect”
Prototypes are for testing, not mass production. Например, a 3D-printed battery box doesn’t need a mirror finish—focus on functional details (slot size, snap strength) первый.
5.2 Test Early & Often
Don’t wait until the prototype is “done” to test. For the battery box, check slot dimensions halfway through 3D printing—if they’re too small, pause and adjust the design to save time.
5.3 Choose Materials Wisely
Match materials to your test goals. При тестировании теплостойкости, use ABS plastic (withstands 90°C) instead of PLA (melts at 60°C) for the battery box.
5.4 Document Everything
Record design files, making parameters (НАПРИМЕР., 3D printing layer height), test results, and feedback. This helps replicate successful prototypes or troubleshoot failures later.
Перспектива Yigu Technology
В Yigu Technology, we see prototype making as the “heart of product development”—it turns abstract ideas into tangible solutions that reduce risk. Too many clients rush to mass production without validating via prototypes, only to discover battery boxes that don’t fit batteries or lids that break easily—costing $10k+ in mold reworks. Наш подход: Мы помогаем клиентам выбрать правильный метод (3D printing for speed, CNC for precision) and optimize workflows—for example, a recent client cut battery box prototype time by 30% за счет использования предварительно откалиброванных 3D-принтеров и стандартизации этапов постобработки.. Мы также подчеркиваем итерацию: «Идеальный» прототип с первой попытки встречается редко: тестирование и настройка — это то, как вы создаете продукт, который нравится пользователям.. Для небольших изделий, таких как аккумуляторные ящики, изготовление прототипа — это не расходы; это инвестиции в налаживание массового производства с первого раза.
Часто задаваемые вопросы
- Сколько стоит изготовление прототипа небольшого продукта, такого как ящик для хранения аккумуляторов??
Это зависит от метода: 3Стоимость печати D \(20- )50 (Материал PLA + труд); Стоимость обработки на станке с ЧПУ \(100- )300 (алюминий + точная работа); стоимость ручной работы \(5- )20 (картон/пенопласт). Стоимость дублирования силикона \(30- )80 за единицу для партий 10+.
- Сколько времени занимает изготовление прототипа ящика для хранения аккумуляторов?
3Печать D занимает 1–2 дня. (в том числе дизайн, печать, и пост-обработка); Обработка на станке с ЧПУ занимает 2–3 дня. (более длительное время установки); ручная работа занимает от нескольких часов до дня; дублирование силикона занимает 3–5 дней (Создание формы + копирование).
- Могу ли я использовать прототип, напечатанный на 3D-принтере, для проверки массового производства??
Нет — прототипы, напечатанные на 3D-принтере. (особенно НОАК) не соответствуют материалам массового производства (НАПРИМЕР., литой АБС-пластик) по прочности или долговечности. Используйте 3D-печати для ранних тестов дизайна, затем сделайте прототип из силикона или ЧПУ (with mass-production materials) to validate production feasibility.